光纖以及使用光纖的光纖激光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及即便在纖巧直徑大的情況下也能夠射出光束質(zhì)量好的光的光纖、W及 使用該光纖的光纖激光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為一種在加工機(jī)等中使用的光纖激光裝置，公知有將由激光振蕩器（MO;Master Oscillator)等種子光源產(chǎn)生的光通過(guò)具有放大用光纖的放大器（PA;PowerAmplifier) 放大并射出的MO-PA(Master化cillator-PowerAmplifier)型光纖激光裝置。作為該樣 的光纖激光裝置，通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件將具有近紅外光的波段的光轉(zhuǎn)換為短波長(zhǎng)側(cè)，從而能 夠射出具有可見光的波段的光。
[0003] 在進(jìn)行該樣的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)，若波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換之前的光存在多個(gè)模，則存在無(wú)法高效地 進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的傾向。因此，優(yōu)選入射于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的光盡量?jī)H包括基本模的光而不包 括高次模的光。另一側(cè)面，伴隨著光纖激光裝置的高輸出化，為了使更大功率的光傳播，針 對(duì)放大用光纖等光纖，期望使用纖巧的直徑比單模光纖大的多模光纖。而且，在該樣的情況 下，也期望射出包括基本模的光并減少高次模的光的光束質(zhì)量好的光。
[0004] 在下述專利文獻(xiàn)1記載有具有能夠傳播多模光的放大用雙包層光纖的光纖激光 裝置。在該光纖激光裝置中，為了使入射至纖巧的光僅包括LP01模（基本模）的光，配設(shè) 僅激勵(lì)LP01模的光那樣的模轉(zhuǎn)換器，從而在傳播多模的光的放大用雙包層光纖中能夠W LP01模的光為中屯、進(jìn)行放大。
[0005] 專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第5、818、630號(hào)說(shuō)明書
[0006] 但是，在能夠W多模傳播光的光纖僅入射LP01模的光的情況下，除了激勵(lì)LP01模 的光之外還激勵(lì)LP02模的光等高次模的光。若像該樣包含高次模的光射出，則存在射出的 光難W聚光等的問(wèn)題、無(wú)法在如上述那樣波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件中高效地進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。若 在專利文獻(xiàn)1所記載的放大用光纖中激勵(lì)LP02模等的高次模的光，則除了LP01模的光被 放大之外，該些高次模的光也被放大，從而導(dǎo)致射出光束質(zhì)量不良的光。LP02模的光與其他 高次模的光相比存在功率大的傾向，因此在高次模的光中抑制LP02模的光也是重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明的目的在于提供在纖巧的直徑大的情況下也能夠射出光束質(zhì)量好的 光的光纖W及使用該光纖的光纖激光裝置。
[000引為了解決上述課題，本發(fā)明是一種至少WLP01模W及LP02模傳播規(guī)定波長(zhǎng)的光 的光纖，該光纖的特征在于，在包層中的傳播上述規(guī)定波長(zhǎng)的光的導(dǎo)波區(qū)域的至少一部分、 W及纖巧中的上述LP01模的光的強(qiáng)度比上述LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域，分別添加使楊 氏模量變化的滲雜劑，上述包層的上述導(dǎo)波區(qū)域的至少一部的楊氏模量，比上述纖巧中的 上述LP01模的光的強(qiáng)度比上述LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域的楊氏模量小。
[0009] 在光纖傳播的光存在從纖巧溢出至包層的與纖巧鄰接的區(qū)域并傳播的情況。然而 受激布里淵散射因在光纖中傳播的光與聲波的相互作用而產(chǎn)生。該聲波存在聚集在楊氏模 量小的部位的傾向。因此，根據(jù)該樣的光纖，與纖巧的LP01模的光的強(qiáng)度比LP02模的光的 強(qiáng)度大的區(qū)域相比，聲波聚集在包層的導(dǎo)波區(qū)域。該包層的導(dǎo)波區(qū)域是LP02模的光的強(qiáng)度 比上述LP01模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域，因此在該區(qū)域中，與LP01模的光相比，LP02模的光受 到受激布里淵散射的影響大。因此，能夠使LP02模的光比LP01模的光更衰減地傳播。另 夕F，在纖巧中的LP01模的光的強(qiáng)度比LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域與包層的導(dǎo)波區(qū)域之間， 存在纖巧中的LP02模的光的強(qiáng)度比LP01模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域，因此纖巧中的LP01模的 光的強(qiáng)度比LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域與包層的導(dǎo)波區(qū)域分離。因此，即使聚集于包層 的導(dǎo)波區(qū)域的聲波從包層的導(dǎo)波區(qū)域泄漏，也能夠減少對(duì)纖巧中的LP01模的光的強(qiáng)度比 LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域的影響。另外，在包層的導(dǎo)波區(qū)域中，LP01模的光的強(qiáng)度小，因 此LP01模的因受激布里淵散射而產(chǎn)生的損失不比LP02模的光大。該樣，根據(jù)上述光纖，即 使在纖巧的直徑大的情況下，也能夠抑制LP01模的光的損失并且使LP02模的光損失，從而 能夠?qū)⒐馐|(zhì)量好的光射出。
[0010] 另外，優(yōu)選在上述包層的全部的上述導(dǎo)波區(qū)域添加使楊氏模量變化的滲雜劑，上 述包層的全部的上述導(dǎo)波區(qū)域的楊氏模量，比上述纖巧中的上述LP01模的光的強(qiáng)度比上 述LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域的楊氏模量小。
[0011] 根據(jù)該樣的光纖，能夠使LP02模的光進(jìn)一步損失。
[0012] 另外，優(yōu)選在上述包層的上述導(dǎo)波區(qū)域中的、楊氏模量比上述LP01模的光的強(qiáng)度 大于上述LP02模的光的強(qiáng)度的區(qū)域的楊氏模量小的區(qū)域的楊氏模量，比上述纖巧的上述 LP02模的光的強(qiáng)度大于上述LP01模的光的強(qiáng)度的區(qū)域中的、較上述LP01模的光的強(qiáng)度大 于上述LP02模的光的強(qiáng)度的區(qū)域更靠外周側(cè)的區(qū)域的楊氏模量小。
[0013] 通過(guò)使楊氏模量的大小分布成為該樣的分布，從而使聲波聚集在包層的導(dǎo)波區(qū) 域，能夠使聲波從纖巧中的LP01模的光的強(qiáng)度比LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域遠(yuǎn)離。因此， 能夠使LP01模的光的強(qiáng)度比LP02模的光的強(qiáng)度大的區(qū)域的受激布里淵散射的影響小，從 而能夠抑制LP01模的光損失。
[0014] 另外，優(yōu)選上述包層的上述導(dǎo)波區(qū)域中的、楊氏模量比上述LP01模的光的強(qiáng)度大 于上述LP02模的光的強(qiáng)度的區(qū)域的楊氏模量小的區(qū)域的楊氏模量，比上述包層的較上述 導(dǎo)波區(qū)域更靠外周側(cè)的區(qū)域的楊氏模量小。
[0015] 根據(jù)該樣的結(jié)構(gòu)，抑制聲波向包層的導(dǎo)波區(qū)域W外分散并傳遞，從而能夠使聲波 集中在包層的導(dǎo)波區(qū)域。因此，在包層的導(dǎo)波區(qū)域中，能夠因受激布里淵散射使LP02模的 光更加損失。
[0016] 另外，上述包層的折射率也可W在徑向上保持恒定。
[0017] 另外，優(yōu)選在上述包層的上述導(dǎo)波區(qū)域中的、楊氏模量比上述LP01模的光的強(qiáng)度 大于上述LP02模的光的強(qiáng)度的區(qū)域的楊氏模量小的區(qū)域，共添加有使折射率降低并且使 楊氏模量減小的滲雜劑、和使折射率增大并且使楊氏模量減小的滲雜劑。
[0018] 通過(guò)共添加使折射率降低并且使楊氏模量減小的滲雜劑、和使折射率增大并且使 楊氏模量減小的滲雜劑，能夠使楊氏模量減小并且使折射率成為所希望的狀態(tài)。例如，能夠 使導(dǎo)波區(qū)域的楊氏模量比包層的其他區(qū)域小、并且能夠使導(dǎo)波區(qū)域與包層的其他的區(qū)域成 為相同的折射率。
[0019] 另外，也可W在上述纖巧的至少一部分添加受激發(fā)射出上述規(guī)定波長(zhǎng)的光的活性 元素。在該情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠使LP02模的光損失的放大用光纖。
[0020] 另外，優(yōu)選在上述包層內(nèi)設(shè)置有隔著上述纖巧的一對(duì)應(yīng)力施加部。通過(guò)設(shè)置該樣 的應(yīng)力施加部，能夠使在纖巧傳播的光成為單偏振波。通過(guò)將該樣的單偏振波從光纖射出， 能夠在從光纖射出的光入射至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件并進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)，高效地將光進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn) 換。
[0021] 另外，本發(fā)明的光纖激光裝置的特征在于，具備：在纖巧的至少一部分添加活性元 素的上述記載的任一種光纖；種子光源，其射出要入射于上述纖巧的上述規(guī)定波長(zhǎng)的種子 光；W及激勵(lì)光源，其將激勵(lì)上述活性元素的激勵(lì)光射出。
[0022] 根據(jù)該樣的光纖激光裝置，能夠在光纖中使LP02模的光損失并且使LP01模的光 放大，因此能夠?qū)⒐馐|(zhì)量好的光射出。
[0023] 另外，在該樣的光纖激光裝置中，優(yōu)選上述種子光僅激勵(lì)上述光纖的軸對(duì)稱的模。
[0024] 根據(jù)該樣的光纖激光裝置，在光纖中，由于不傳播非軸對(duì)稱的高次模，因此不會(huì)將 非軸對(duì)稱的高次模放大并射出，從而能夠容易進(jìn)行聚光并